單片機(jī)過程控制的電風(fēng)扇過程控制設(shè)計(jì)-畢業(yè)設(shè)計(jì)-畢業(yè)論文 -

第一章緒論1。1選題背景及設(shè)計(jì)目的背景介紹：電風(fēng)扇曾一度被認(rèn)為是空調(diào)產(chǎn)品沖擊下的淘汰品，其實(shí)并非如此,市場(chǎng)人士稱,家用電風(fēng)扇并沒有隨著空調(diào)的普及而淡出市場(chǎng),近兩年反而出現(xiàn)了市場(chǎng)銷售復(fù)蘇的態(tài)勢(shì).其主要原因:一是風(fēng)扇和空調(diào)的降溫效果不同——空調(diào)有強(qiáng)大的制冷功能，可以快速有效地降低環(huán)境溫度,但電風(fēng)扇的風(fēng)更溫和，更加適合老人兒童和體質(zhì)較弱的人使用；二是電風(fēng)扇有價(jià)格優(yōu)勢(shì)，價(jià)格低廉而且相對(duì)省電，安裝和使用都非常簡(jiǎn)單.設(shè)計(jì)目的：1、鞏固、加深和擴(kuò)大單片機(jī)應(yīng)用的知識(shí)面，提高綜合及靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決工業(yè)控制的能力；2、培養(yǎng)針對(duì)課題需要，選擇和查閱有關(guān)手冊(cè)、圖表及文獻(xiàn)資料的自學(xué)能力，提高組成系統(tǒng)、編程、調(diào)試的動(dòng)手能力；3、通過對(duì)課題設(shè)計(jì)方案的分析、選擇、比較、熟悉單片機(jī)用系統(tǒng)開發(fā)、研制的過程，軟硬件設(shè)計(jì)的方法、內(nèi)容及步驟.1．2課題完成功能系統(tǒng)主要功能如下:1、用4位數(shù)碼管實(shí)時(shí)顯示電風(fēng)扇的工作狀態(tài)，最高位顯示風(fēng)類：“自然風(fēng)”顯示“1”、“常風(fēng)”顯示“2"、“睡眠風(fēng)"顯示“3”。后3位顯示定時(shí)時(shí)間：動(dòng)態(tài)倒計(jì)時(shí)顯示剩余的定時(shí)時(shí)間，無定時(shí)顯示“000”。2、設(shè)計(jì)“自然風(fēng)”、“常風(fēng)”和“睡眠風(fēng)"三個(gè)風(fēng)類鍵用于設(shè)置風(fēng)類；設(shè)計(jì)一個(gè)“定時(shí)”鍵，用于定時(shí)時(shí)間長短設(shè)置；設(shè)計(jì)一個(gè)“搖頭”鍵用于控制電機(jī)搖頭。3、設(shè)計(jì)過熱檢測(cè)與保護(hù)電路，若電風(fēng)扇電機(jī)過熱，則電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，電機(jī)冷卻后電機(jī)又恢復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)。1．3課題任務(wù)的內(nèi)容和要求1.必須充分利用給定套裝元件(內(nèi)附元件，材料清單表)進(jìn)行設(shè)計(jì)。2.用一個(gè)直流小電機(jī)模擬電風(fēng)扇電機(jī)，按下相應(yīng)的風(fēng)類鍵,電機(jī)工作在相應(yīng)狀態(tài)：“自然風(fēng)”運(yùn)行時(shí)PWM的占空比為1:3;“睡眠風(fēng)”運(yùn)行時(shí)PWM的占空比為1：5；“常風(fēng)”運(yùn)行時(shí)PWM的占空比為3：1。3。每按一次“定時(shí)”鍵，定時(shí)時(shí)間增加10秒鐘，工作過程如下:圖14.用另一個(gè)直流小電機(jī)模擬風(fēng)扇搖頭機(jī)構(gòu)，按下“搖頭”鍵，“搖頭”電機(jī)先正轉(zhuǎn)30ms，再反轉(zhuǎn)30ms，如次往復(fù).6.過熱檢測(cè)與保護(hù)電路不用傳感器，用信號(hào)源產(chǎn)生的正弦波信號(hào)代替?zhèn)鞲衅鳌案袘?yīng)”出的信號(hào)，若信號(hào)幅度大于10mV，則電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。第二章系統(tǒng)設(shè)計(jì)總體方案本設(shè)計(jì)采用AT89C52單片機(jī)為核心控制器件，系統(tǒng)框圖如圖2所示圖22。1設(shè)計(jì)方案特點(diǎn)1、初始加電時(shí)，電風(fēng)扇不加電，四位數(shù)碼顯示器不顯示,只有按下“自然風(fēng)"、“常風(fēng)”和“睡眠風(fēng)”任一按鍵,電風(fēng)扇開始工作。同時(shí)，定時(shí)器只要不進(jìn)行新的時(shí)間設(shè)置,電路就將按系統(tǒng)默認(rèn)控制負(fù)載定時(shí)工作的時(shí)間方式自動(dòng)開始運(yùn)行.2、電路允許用戶隨時(shí)通過按鍵開關(guān)自行輸入設(shè)置新的定時(shí)時(shí)間參數(shù),其范圍可在1分鐘至990秒之間任意設(shè)置。3、在進(jìn)行時(shí)間參數(shù)設(shè)置和整個(gè)定時(shí)過程中，系統(tǒng)采用四位數(shù)碼管顯示，最高位顯示風(fēng)類，后三位顯示定時(shí)時(shí)間，做“百位、十位、個(gè)位”的倒計(jì)時(shí)顯示，同時(shí)用數(shù)碼管上小數(shù)點(diǎn)的同步閃亮作為秒顯示，顯示直觀、準(zhǔn)確。4、在整個(gè)定時(shí)狀態(tài)下,電路具有允許用戶隨時(shí)自行選擇使用“自然風(fēng)”狀態(tài)，也可選擇使用“常風(fēng)”和“睡眠風(fēng)”狀態(tài)。5、過熱檢測(cè)與保護(hù)電路不用傳感器，用信號(hào)源產(chǎn)生的正弦信號(hào)代替?zhèn)鞲衅鳌案袘?yīng)"出的信號(hào)，若信號(hào)幅度大于10mV，則電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。6、按下“搖頭”鍵，“搖頭”電機(jī)先正轉(zhuǎn)30ms，再反轉(zhuǎn)30ms，如此往復(fù)。2.2關(guān)于最小系統(tǒng)AT89S51AT89S51是一個(gè)低功耗,高性能CMOS8位單片機(jī)，片內(nèi)含4kBytesISP（In-systemprogrammable)的可反復(fù)擦寫1000次的Flash只讀程序存儲(chǔ)器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)制造，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS—51指令系統(tǒng)及80C51引腳結(jié)構(gòu)，芯片內(nèi)集成了通用8位中央處理器和ISPFlash存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大的微型計(jì)算機(jī)的AT89S51可為許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高性價(jià)比的解決方案。AT89S51具有如下特點(diǎn):40個(gè)引腳,4kBytesFlash片內(nèi)程序存儲(chǔ)器，128bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM），32個(gè)外部雙向輸入/輸出(I/O）口，5個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)2層中斷嵌套中斷，2個(gè)16位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器,2個(gè)全雙工串行通信口，看門狗(WDT）電路,片內(nèi)時(shí)鐘振蕩器。此外，AT89S51設(shè)計(jì)和配置了振蕩頻率可為0Hz并可通過軟件設(shè)置省電模式.空閑模式下，CPU暫停工作，而RAM定時(shí)計(jì)數(shù)器，串行口，外中斷系統(tǒng)可繼續(xù)工作,掉電模式凍結(jié)振蕩器而保存RAM的數(shù)據(jù)，停止芯片其它功能直至外中斷激活或硬件復(fù)位。同時(shí)該芯片還具有PDIP、TQFP和PLCC等三種封裝形式，以適應(yīng)不同產(chǎn)品的需求。AT89S51單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和外部引腳如圖3所示圖3AT89S51單片機(jī)的各引腳功能如下：VCC：供電電壓.GND：接地。P0口：P0口為一個(gè)8位漏級(jí)開路雙向I/O口,每腳可吸收8TTL門電流。當(dāng)P1口的管腳第一次寫1時(shí)，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的低八位。在FIASH編程時(shí),P0口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，P0輸出原碼，此時(shí)P0外部必須被拉高。P1口：P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流,這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口作為低八位地址接收.P2口：P2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個(gè)TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1"時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高,且作為輸入.并因此作為輸入時(shí)，P2口的管腳被外部拉低,將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，P2口輸出地址的高八位.在給出地址“1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容.P2口在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。P3口:P3口管腳是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個(gè)TTL門電流。當(dāng)P3口寫入“1"后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平,P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。P3。0RXD（串行輸入口)P3.1TXD（串行輸出口）P3.2/INT0（外部中斷0）P3。3/INT1（外部中斷1）P3。4T0（記時(shí)器0外部輸入）P3.5T1（記時(shí)器1外部輸入）P3。6/WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通)P3.7/RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通）P3口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。I/O口作為輸入口時(shí)有兩種工作方式即所謂的讀端口與讀引腳讀端口時(shí)實(shí)際上并不從外部讀入數(shù)據(jù)而是把端口鎖存器的內(nèi)容讀入到內(nèi)部總線經(jīng)過某種運(yùn)算或變換后再寫回到端口鎖存器只有讀端口時(shí)才真正地把外部的數(shù)據(jù)讀入到內(nèi)部總線上面圖中的兩個(gè)三角形表示的就是輸入緩沖器CPU將根據(jù)不同的指令分別發(fā)出讀端口或讀引腳信號(hào)以完成不同的操作這是由硬件自動(dòng)完成的不需要我們操心1然后再實(shí)行讀引腳操作否則就可能讀入出錯(cuò)為什么看上面的圖如果不對(duì)端口置1端口鎖存器原來的狀態(tài)有可能為0Q端為0Q^為1加到場(chǎng)效應(yīng)管柵極的信號(hào)為1該場(chǎng)效應(yīng)管就導(dǎo)通對(duì)地呈現(xiàn)低阻抗，此時(shí)即使引腳上輸入的信號(hào)為1也會(huì)因端口的低阻抗而使信號(hào)變低使得外加的1信號(hào)讀入后不一定是1若先執(zhí)行置1操作則可以使場(chǎng)效應(yīng)管截止引腳信號(hào)直接加到三態(tài)緩沖器中實(shí)現(xiàn)正確的讀入由于在輸入操作時(shí)還必須附加一個(gè)準(zhǔn)備動(dòng)作所以這類I/O口被稱為準(zhǔn)雙向口89S51的P0/P1/P2/P3口作為輸入時(shí)都是準(zhǔn)雙向口接下來讓我們?cè)倏戳硪粋€(gè)問題從圖中可以看出這四個(gè)端口還有一個(gè)差別除了P1口外P0P2P3口都還有其他的功能RST:復(fù)位輸入.當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié).在FLASH編程期間,此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí),將跳過一個(gè)ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時(shí)，ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止,置位無效。/PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào).在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí),這兩次有效的/PSEN信號(hào)將不出現(xiàn)。/EA/VPP：當(dāng)/EA保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（0000H—FFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。注意加密方式1時(shí)，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)/EA端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在FLASH編程期間,此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。XTAL2:來自反向振蕩器的輸出。2。3AT89S51單片機(jī)主要功能部件?8位的CPU,8031CPU與MCS—51兼容?4K字節(jié)可編程FLASH存儲(chǔ)器(壽命:1000寫/擦循環(huán)）?全靜態(tài)工作：0Hz—24KHz?三級(jí)程序存儲(chǔ)器保密鎖定?128＊8位內(nèi)部RAM?32條可編程I/O線?兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器?6個(gè)中斷源?可編程串行通道?低功耗的閑置和掉電模式?片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路第三章系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)3.1系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)電路圖該系統(tǒng)已AT89S51單片機(jī)為核心，由電源電路，時(shí)鐘電路，復(fù)位電路，顯示電路，鍵盤,電機(jī)組成。圖2是系統(tǒng)硬件電路圖.圖43.2單片機(jī)復(fù)位電路和時(shí)鐘電路復(fù)位電路：首先形成單片機(jī)最小系統(tǒng),在89S51單片機(jī)芯片XTAL1、XTAL2加入時(shí)鐘電路，RST加入復(fù)位電路，EA加入高電平.80C51的復(fù)位是由外部的復(fù)位電路來實(shí)現(xiàn)的。復(fù)位電路分為上電復(fù)位和手動(dòng)復(fù)位，我們采用的是上電+手動(dòng)復(fù)位,正常工作時(shí)按下S1鍵，9腳變成高電平,單片機(jī)復(fù)位，按鍵松開，通過電容放電,9腳回到低電平。采用的是12MHZ晶振，所以C=10uf,R1=8.2K，R2=2OOΩ.圖5時(shí)鐘電路:80C51單片機(jī)的時(shí)鐘信號(hào)通常有兩種方式產(chǎn)生：一是內(nèi)部時(shí)鐘方式,二是外部時(shí)鐘方式。采用內(nèi)部時(shí)鐘方式：80C51單片機(jī)各功能的運(yùn)行都是時(shí)鐘控制信號(hào)為基準(zhǔn)，有條不紊的工作。因此，時(shí)鐘頻率直接影響單片機(jī)的速度，始終電路的質(zhì)量也直接影響單片機(jī)系統(tǒng)的穩(wěn)定性.80C51內(nèi)部有一個(gè)用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器,該高增益反相放大器的輸入端為芯片引進(jìn)XTAL1,輸出端為引腳XTAL2。這兩個(gè)引腳跨接石英晶體振蕩器（簡(jiǎn)稱晶振）和微調(diào)電容，就構(gòu)成一個(gè)穩(wěn)定的自激振蕩器，如圖4時(shí)鐘電路所示，是80C51內(nèi)部時(shí)鐘方式的振蕩器電路。電路中的電容C1、C2典型值通常選擇30pF，對(duì)外接電容雖然沒有嚴(yán)格要求，但電容的大小會(huì)影響振蕩器頻率的高低.振蕩器穩(wěn)定性和起振的快速性。晶振的頻率越高，則系統(tǒng)的時(shí)鐘頻率也就越高，單片機(jī)的運(yùn)行速度也越快，此次實(shí)驗(yàn)我們選擇的晶振是12MHZ晶振.晶振為12MHZ時(shí)的機(jī)器周期的計(jì)算：一機(jī)器周期＝12個(gè)振蕩周期，時(shí)鐘頻率f=1/T,一機(jī)器周期＝1/T×12，若晶振＝12MHZ,一機(jī)器周期＝1/12M×12=1uS外部時(shí)鐘方式時(shí)把外部已有的時(shí)鐘信號(hào)引入到單片機(jī)內(nèi)，此方式常用與多片80C51單片機(jī)同時(shí)工作,以便于各單片機(jī)的同步。圖63.3AT89S51單片機(jī)電源電路電路主要分為：變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓四個(gè)部分。電流進(jìn)入電路，通過一個(gè)220V變9V的電源變壓器把220V的交流電壓變?yōu)?V的交流電壓,然后通過整流器把9V交流,功率為15W左右。變壓器次級(jí)線圈輸出的9V交流電壓經(jīng)過全橋QD2進(jìn)行全波整流，C19濾波，7805穩(wěn)壓后，輸出穩(wěn)定的+5V直流工作電壓。圖73。474LS245功能74LS245是我們常用的芯片，用來驅(qū)動(dòng)led或者其他的設(shè)備，它是8路同相三態(tài)雙向總線收發(fā)器，可雙向傳輸數(shù)據(jù)。74LS245還具有雙向三態(tài)功能，既可以輸出，也可以輸入數(shù)據(jù).當(dāng)8051單片機(jī)的P0口總線負(fù)載達(dá)到或超過P0最大負(fù)載能力時(shí)，必須接入74LS245等總線驅(qū)動(dòng)器。當(dāng)片選端/CE低電平有效時(shí)，DIR=“0",信號(hào)由B向A傳輸；（接收）DIR=“1”，信號(hào)由A向B傳輸；（發(fā)送)當(dāng)/CE為高電平時(shí)，A、B均為高阻態(tài)。由于P2口始終輸出地址的高8位，接口時(shí)74LS245的三態(tài)控制端/1G和/2G接地，P2口與驅(qū)動(dòng)器輸入線對(duì)應(yīng)相連.P0口與74LS245輸入端相連,/E端接地,保證數(shù)據(jù)現(xiàn)暢通。8051的/RD和/PSEN相與后接DIR，使得/RD且/PSEN有效時(shí),74LS245輸入(P0.i←Di)，其它時(shí)間處于輸出（P0。i→Di）。圖8圖93。574ls06功能74LS06器件包含6路反相緩沖器/驅(qū)動(dòng)器，帶有高壓集電極開路輸出，可連接高電平電路的接口（如MOS),可驅(qū)動(dòng)高強(qiáng)度電流負(fù)載，當(dāng)然也可以充當(dāng)反相緩沖器用于驅(qū)動(dòng)TTL輸入.74LS06的額定輸出電壓為30V，74LS06的最大吸取電流為40mA。74LS06兼容大多數(shù)TTL電路。74LS06的輸入是二極管鉗位式,可以把傳輸產(chǎn)生的不良影響降到最低，大大簡(jiǎn)化了電路的設(shè)計(jì)。74LS06典型功耗為175mW，平均傳輸延遲時(shí)間為8ns。六高壓輸出反相緩沖器/驅(qū)動(dòng)器（OC,30V）簡(jiǎn)要說明：7406為集電極開路輸出的六組反相驅(qū)動(dòng)器,其主要電特性的典型值如下：tPLHtphlPD10ns15ns155mW引出端符號(hào):1A－6A輸入端1Y－6Y輸出端極限值：電源電壓7V,輸入電壓5.5V,輸出截止態(tài)電壓30V工作環(huán)境溫度74060~70℃存儲(chǔ)溫度—65～150℃圖10圖113.6SM4203644位數(shù)碼管SM420364為共陰4位數(shù)碼管,管腳順序?yàn)閺臄?shù)碼管的正面看，以第一個(gè)腳為起點(diǎn)，12，9，8，6為公共腳.A-11，B-7，C-4，D-2,E-1,F-10，G-5，I—3。圖123.7穩(wěn)壓芯片H7805穩(wěn)壓芯片H7805系列為3端正穩(wěn)壓電路，TO-220封裝,能提供多種固定的輸出電壓，應(yīng)用范圍廣。內(nèi)含過流、過熱和過載保護(hù)電路.帶散熱片時(shí)，輸出電流可達(dá)1A。雖然是固定穩(wěn)壓電路,但使用外接元件，可獲得不同的電壓和電流。外形圖及引腳排列如圖13所示。圖13它的主要特點(diǎn)：?輸出電流可達(dá)1A輸出電壓有：5V?過熱保護(hù)?短路保護(hù)?輸出晶體管SOA保護(hù)功能框圖如圖14所示。圖143。8直流電機(jī)直流電機(jī)是一種能實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換的電磁裝置,它能使繞組在氣隙磁場(chǎng)中旋轉(zhuǎn)感生出交流電動(dòng)勢(shì)，并依靠換向裝置，將此交流電變?yōu)橹绷麟?其產(chǎn)生交流電的物理根源在于，電機(jī)中存在磁場(chǎng)和與之有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的電路，即氣隙磁場(chǎng)和繞組。旋轉(zhuǎn)繞組和靜止氣隙磁場(chǎng)相互作用的關(guān)系可通過電磁感應(yīng)定律和電磁力定律來分析。根據(jù)電磁感應(yīng)定律，在恒定磁場(chǎng)中,當(dāng)導(dǎo)體切割磁場(chǎng)磁力線時(shí)，導(dǎo)體中將感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。如果磁力線、導(dǎo)體及其運(yùn)動(dòng)方向三者互相垂直，則導(dǎo)體中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小為圖15式中，b為磁感應(yīng)強(qiáng)度,單位為t；為導(dǎo)體切割磁力線的有效長度,單位為m;為導(dǎo)體切割磁場(chǎng)的線速度,單位為m／s；為導(dǎo)體感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，單位為v。依據(jù)電磁力定律，當(dāng)磁場(chǎng)與載流導(dǎo)體相互垂直時(shí)，如圖15（a)所示，作用在載流導(dǎo)體上的電磁力為式中，為載流導(dǎo)體中電流，單位為a；為電磁力，單位為n。電磁力的方向用左手定則確定，如圖15（b）所示。直流電動(dòng)機(jī)的工作原理是基于載流導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力產(chǎn)生電磁力形成電磁轉(zhuǎn)矩的基本原理。但要獲得恒定方向的轉(zhuǎn)矩，需將其外電路的直流電流變?yōu)槔@組中的交流電流,即同樣需要機(jī)械整流裝置。直流電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)與直流發(fā)電機(jī)相同，如圖16所示，此時(shí)a、b電刷接在直流電源上，電機(jī)的軸上帶著被拖動(dòng)的負(fù)載。圖16當(dāng)直流電流從電刷a流人,經(jīng)換向片1、線圈abcd、換向片2,由電刷b流出時(shí)，如圖16（a）所示,載流導(dǎo)體在磁場(chǎng)中將受到電磁力的作用，據(jù)左手定則,使線圈沿逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng).當(dāng)電樞轉(zhuǎn)過半周時(shí),如圖16（b）所示,dc處于n極下,ab處于s極下,此時(shí)電流仍從電刷a流入，經(jīng)換向片2、線圈dcba、換向片1,最后由電刷b流出，據(jù)左手定則，此時(shí)線圈仍然沿逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)。因此,電樞將沿一個(gè)恒定方向轉(zhuǎn)動(dòng).實(shí)際上，直流電動(dòng)機(jī)的電樞上有許多線圈,這些線圈產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩合成為一個(gè)總的電磁轉(zhuǎn)矩，拖動(dòng)負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng).總之,在上述直流電動(dòng)機(jī)的工作過程中，單從電樞線圈的角度看，每個(gè)導(dǎo)體中的電流方向是交變的；但從磁極看,每個(gè)磁極下導(dǎo)體中電流的方向是固定的,即不管是哪個(gè)導(dǎo)體運(yùn)行到該極下,其中的電流方向總是相同的。因此，直流電動(dòng)機(jī)可獲得恒定方向的電磁轉(zhuǎn)矩，使電機(jī)持續(xù)旋轉(zhuǎn).這就是直流電動(dòng)機(jī)的工作原理。第四章系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)4.1占空比在一串理想的脈沖序列中（如方波）,正脈沖的持續(xù)時(shí)間與脈沖總周期的比值。例如：脈沖寬度1μs,信號(hào)周期4μs的脈沖序列占空比為0.25。在一段連續(xù)工作時(shí)間內(nèi)脈沖占用的時(shí)間與總時(shí)間的比值。在CVSD調(diào)制(continuouslyvariableslopedeltamodulation)中，比特“1”的平均比例。在周期型的現(xiàn)象中,現(xiàn)象發(fā)生的時(shí)間與總時(shí)間的比.負(fù)載周期在中文成語中有句話可以形容：「三天打漁，兩天曬網(wǎng)」，則負(fù)載周期為0.6。占空比是高電平所占周期時(shí)間與整個(gè)周期時(shí)間的比值。圖174.2程序框圖主程序開始初始化顯示YNYNYN定時(shí)器T0中斷程序YY定時(shí)器T1中斷程序關(guān)中斷YNYNNY第五章系統(tǒng)軟硬件聯(lián)合調(diào)試5.1軟件仿真1、把程序在KeiluVision3中調(diào)試,成功無錯(cuò)誤后生成Hex文件。2、根據(jù)電路圖在proteus軟件中畫出電路圖，檢查無錯(cuò)誤。3、雙擊89S51導(dǎo)入生成的Hex文件。4、點(diǎn)擊proteus軟件左下方的開始鍵，進(jìn)行仿真，觀察高低電平情況。5.2硬件安裝與調(diào)試1、電源電路（1）安裝復(fù)位開關(guān)（2)安裝電源接口（3）安裝相關(guān)電阻電容(4)安裝顯示燈(5）安裝晶振（6）接電源調(diào)試（7）用萬用表測(cè)量電壓是否為+5V，接電源燈是否亮2、功能電路（1)在電路板上布局好元件位置（2）根據(jù)電路圖在電路板反面用導(dǎo)線將線路連接好，盡量做到線路簡(jiǎn)潔不雜亂，方便線路檢查（3)線路連接好后用萬用表檢測(cè)線路是否連接好5。3焊接注意事項(xiàng)與焊接順序1、注意事項(xiàng)(1）焊接時(shí)間不宜過久，但要完全熔著,以免造成冷焊（2）注意不要有虛焊（3）線路上不相連的器件在焊接時(shí)不能因?yàn)槠骷喔艟嚯x小，而造成焊點(diǎn)相連（4）焊點(diǎn)的表面要平滑、有光澤2、焊接順序主要應(yīng)該注意先焊接小的器件，最后焊接大的；在焊接好后應(yīng)先拿開焊絲再拿開電烙鐵5.4軟件調(diào)試步驟1、打開KeiluVision3軟件，進(jìn)入界面2、打開軟件后,新建一個(gè)項(xiàng)目并保存3、新建一個(gè)文件并添加到項(xiàng)目里4、在文件中輸入程序5、編譯文件，查看是否有錯(cuò)6、程序正確后為目標(biāo)1設(shè)置選項(xiàng)7、進(jìn)行調(diào)試圖18圖195。5軟硬件聯(lián)調(diào)步驟1、將仿真器安裝到電路板上2、與電腦USB口連接，接通電源3、運(yùn)行KeiluVision3軟件，添加程序4、設(shè)置好目標(biāo)選項(xiàng)，選擇串口、波特率5、編譯，運(yùn)行調(diào)試6、若程序和硬件都沒有問題，喇叭響,按鍵可切換歌曲5.6燒錄程序的步驟1、在KeiluVision3中產(chǎn)生Hex文件2、保存文件3、打開MicrocontrLierIspstoftware軟件4、在菜單欄中選擇OPTIONSSelectPortLPT1OK5、選擇OPTIONSSelectDeviceAT89S51OK6、在菜單欄中選擇文件LoadBuffer.hex文件7、在工具欄中選擇AutoProgram8、最后選擇OK即可圖20圖21圖22圖23第六章總結(jié)與體會(huì)本設(shè)計(jì)報(bào)告主要介紹了用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的模擬電風(fēng)扇的設(shè)計(jì)方法.系統(tǒng)介紹了該電路的硬件構(gòu)成和軟件工作過程，系統(tǒng)以AT89S51為核心，主要采用中斷控制系統(tǒng)，結(jié)合所學(xué)的單片機(jī)的知識(shí)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的功能要求。設(shè)計(jì)中很好的使軟、硬件相結(jié)合，基本上達(dá)到了設(shè)計(jì)的要求。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì),使我對(duì)單片機(jī)及其附屬電路有了一定的了解，對(duì)課本上的知識(shí)有了近一步的掌握，也深刻明白了自己的不足。完成本次課程設(shè)計(jì)的過程,是一個(gè)從無到有的過程,經(jīng)歷了興奮、自信、失落、奮發(fā)、所悟、完成幾個(gè)過程。課程設(shè)計(jì)時(shí)，仔細(xì)閱讀設(shè)計(jì)的題目和要求，以為沒什么困難的，所用的知識(shí)書上都有?？墒钱?dāng)我動(dòng)手開始做的時(shí)候，才發(fā)現(xiàn)其中的算法，設(shè)計(jì)是那么繁瑣。經(jīng)過一天的努力，毫無結(jié)果。失落的心情油然而生.于是，再到圖書館和網(wǎng)上查找資料，在經(jīng)過借鑒很多類似的資料，文獻(xiàn)后,總算是有點(diǎn)眉目了。埋頭苦干的過程是痛苦的,尤其是在思考算法和程序框架時(shí)，迷茫,煩躁,特別是當(dāng)苦思出來一個(gè)結(jié)果，又被自己推翻，心痛的無法言繪，在這不斷循環(huán)中，終于最后完善了程序。其中的煎熬是很痛苦的，深刻明白攻克自己“未知領(lǐng)域”的困難。但當(dāng)課程設(shè)計(jì)完成時(shí)，那感覺是甜蜜的，沒有耕耘，哪來得收獲的喜悅,不懂付出怎么能知道回報(bào)的快樂，一分耕耘一分收獲,有付出才會(huì)有回報(bào)，就在這樣的痛與快樂的交換中，我學(xué)到了知識(shí)，學(xué)到了做人的道理。通過這短短幾個(gè)月的制作，我感覺到自己從課本上學(xué)到的理論知識(shí)和實(shí)踐仍有很大的差距.很多元器件根本不知道有什么功效，在仿真儀器中是什么代碼。有的知識(shí),自己感覺已經(jīng)掌握得差不多了，但是實(shí)際操作起來就有問題出現(xiàn)了.我遇到了不少問題，花費(fèi)了很多的時(shí)間.這讓我重新反思我們的學(xué)習(xí)，深刻領(lǐng)悟到我們這個(gè)專業(yè)動(dòng)手,實(shí)踐的重要性。理論不經(jīng)過實(shí)踐考驗(yàn)，是沒法實(shí)施的,就像我們編的程序,很多方面考慮的都不夠,幾乎沒有涉及到實(shí)際應(yīng)用時(shí)的防范方法措施。這次的課程設(shè)計(jì)，讓我學(xué)到了很多書本上學(xué)不到的東西,學(xué)到了實(shí)際應(yīng)用時(shí)，是取用成本的最小化，做設(shè)計(jì)不僅要考慮大的方面，小的方面也必須做到完美。最大的收獲是：對(duì)按鍵,顯示器，單片機(jī)匯編語言的應(yīng)用有了深刻的了解。致謝我從本課題的選擇，開題報(bào)告，電路設(shè)計(jì),焊接實(shí)驗(yàn)到最后論文定稿及重復(fù)修改等都得到了周老師的悉心指導(dǎo)與教誨,感謝周老師多次地為我指點(diǎn)迷津，幫助我開拓思路，精心點(diǎn)撥，熱忱鼓勵(lì).他實(shí)事求是的教學(xué)態(tài)度，孜孜不倦的教誨，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)深深地感染并激勵(lì)著我，在此，謹(jǐn)向周老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。此外,還要感謝周老師在畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中對(duì)于我的幫助，感謝實(shí)驗(yàn)室老師給予我莫大的幫助與關(guān)懷.還要感謝和我的同學(xué)及在設(shè)計(jì)過程中幫助我關(guān)心我的人們，謝謝你們。最后,我還要也感謝百忙中審閱我論文的老師們，感謝老師們對(duì)我的教誨與鼓勵(lì)！參考文獻(xiàn)1、潘新民、王燕芳.微機(jī)制器原理與開發(fā)技術(shù)。清華大學(xué)出版社,1997。2、蘇家健。單片機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù)。高等教育出版社，1998；4、張迎新。單片機(jī)初級(jí)教程。北京航空航天大學(xué)出版社,1998.5、夏繼強(qiáng)。單片機(jī)試驗(yàn)與實(shí)踐教程。北京航空航天大學(xué)出版社，2001。6、張俊謨.單片機(jī)教程輔導(dǎo)與習(xí)題解答。北京航空航天大學(xué)出版社，2000。7、余永權(quán)，李小青,單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的功率接口技術(shù).北京航空航天大學(xué)出版社,1992.8、周航慈。單片機(jī)應(yīng)用程序設(shè)計(jì)技術(shù).北京航空航天大學(xué)出版社，1991。9、何希才.傳感器及其應(yīng)用電路.電子工業(yè)出版社，2001.10、魏永廣.現(xiàn)代傳感技術(shù)。東北大學(xué)出版社，2001。附錄一：程序清單ORG0000HLJMPSTARTORG000BHLJMPINTT0ORG001BHLJMPINTT1ORG0030HSTART:；CLRP3。7CLR02HCLR00HCLR05HMOV41H,＃0AHMOV42H,#0HMOV46H，＃00SETBEASETBET1SETBET0MOVTMOD，#11HMOVTL0,#0B0HMOVTH0,#3CHMOVTL1，#0B0HMOVTH1,#3CHCLR01HMOV45H，＃0MOVR4，＃20START1：LCALLDISPLAYJBP3。0,NZRFSETB00HSETBTR1MOV47H，#1MOV48H，＃3MOV41H,＃1NZRF：JBP3.1，NCFSETB00HSETBTR1MOV47H,#3MOV48H,#1MOV41H,#2NCF：JBP3。2,NSMFSETB00HSETBTR1MOV47H，＃1MOV48H,＃5MOV41H,＃3NSMF：JBP3。3，WDSacallms10acallms10acallms10acallms10jnbp3.3,szljmpWDSsz:jnbp3.3,$acallms10acallms10SETB01H;MOVC,00H；JNCWDSSETBTR0setbet0INC45HMOVA，46HADDA，＃10MOV46H，AMOVA,45HCJNEA，#7，WDSMOV45H，＃0MOV46H，＃0CLR01HCLR00HMOV41H,＃0MOV42H，＃0WDS:JBP3.5,WYTacallms10acallms10acallms10acallms10jnbp3。5，sz1ljmpWYTsz1:jnbp3.5，＄acallms10acallms10SETBP3.1CLRP3.0WYT：JBP3.6,WGRacallms10acallms10acallms10acallms10jnbp3。6，sz2ljmpWGRsz2：SETBP3。7CLRP3。0CLRP3.1CLRTR1CLRTR0MOV